节能电梯模拟控制研究毕业论文设计(编辑修改稿)

节能电梯模拟控制研究毕业论文设计(编辑修改稿)内容摘要：

XR 的 DISRTO 位（地址 8EH）可打开或关闭该功能。 DISRTO 位缺省为 RESET 输出高电平打开状态。 ALE/ （ /PROG）：当访问外部程序存储器或数据存储器时， ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低 8位字节。 即使不访问外部存储器， ALE仍以时钟振荡频率的 1/6 输出固定的正脉冲信号，因 此它可对外输出时钟或用于定时目的。 要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个 ALE 脉冲。 对 Flash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（ /PROG）。 如有必要，可通过对特殊功能寄存器（ SFR）区中的 8EH单元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。 该位置位后，只有一条 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才会被激活。 此外，该引脚会被拉高，单片机执行外部程序时，应设置 ALE无效。 /PSEN：程序存储允许（ /PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当 AT89S51由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机 器周期两次 PSEN 有效，即输出两个脉冲。 当访问外部数据存储器，没有两次有效的 /PSEN 信号。 EA/VPP：外部访问允许。 欲使 CPU 仅访问外部程序存储器（地址为 0000H— FFFFH），EA 端必须保持低电平（接地）。 需注意的是：如果加密位 LB1 被编程，复位时内部会锁存 EA端状态。 如 EA端为高电平（接 Vcc 端）， CPU 则执行内部程序存储器中的指令。 Flash 存储器编程时，该引脚加上 +12V 的编程电压 Vpp。 XTAL1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。 XTAL2：振荡器反相 放大器的输出端。 主要特性： 与 MCS51 兼容 4K 字节可编程闪烁存储器，寿命： 1000 写 /擦，循环数据保留时间： 10 年 陕西科技大学毕业论文（设计说明书） 8 全静态工作： 0Hz24Hz 三级程序存储器锁定 128*8 位内部 RAM 32 可编程 I/O 线 两个 16 位定时器 /计数器 5个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 电机驱动电路模块 采用 L298N 芯片驱动，根据单片机系统程序设定 PWM 信号，在输出端接入直流电机，根据不同按键的不同信号就可以实现电梯上升与下降以及电梯门的开关。 报 警模块 直接采用单片机控制输出口电平的高低来控制蜂鸣器的发声与否。 这样做的优点是电路比较简单，控制也较简单。 楼层检测模块 现在， 检测技术多种多样，其中光电检测方法占有十分重要的地位，不仅具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，体积小的特点，所以在此次设计当中选择光电传感器作为楼层检测部分的主要部件，完成楼层检测的功能。 (1)光电传感器原理 光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的 器件，分为脉冲式和模拟式两种，而模拟式光电传感器又分为吸收式、反射式、遮光式和辐射式，其工作原理是基于光电元件的光电特性 ,由于光通量是随被测量而变的 ,光电流就成为被测量的函数 ,故又被为光电传感器的函数运用状态光电传感器。 此外，光电传感器的体积很小，而敏感范围很宽，加上机壳有很多样式，所以使用范围很广。 近年来，随着光电技术的发展，光电传感器已成为系列产品，其品种及产量日益增加，用户可根据需要选用各种规格产品，目前已在各种自动机上已获得广泛的应用。 此处采用脉冲式光电传感器，通过电梯行至相应楼层装有传感器的地 方时，产生的电平变化，发送到单片机计数就可以确定楼层数。 结构简单，易于控制。 节能电梯的模拟控制研究 9 (2)光电传感器的选择 在本设计中选择 GK310C 型光电管作为本次设计楼层检测部分主要器件。 GK310C型光电管是将砷化镓红外光发光管和硅光敏三级管装在中间带槽的支架上。 当槽内无物体时，砷化镓发光管发出的光直接照在硅光敏三级管的窗口上，从而产生大的电流输出，当有物体经过槽内时则挡住光线，此时光敏管的输出端为低电平，这样可识别物体的有无。 GK310C 型光电管的主要技术参数： 最大正向电流 IFMAX=50Ma 正向压降 VF＜ 反向耐压 VR＞ 5V 反向漏电 IR≤ 50uA 输出特性如下： 暗电流 ID≤ 反向耐压 VBR(CEO)=20V 光电流 IL为 2至 3mA 响应时间 tr≤ 3us， tf≤ 4us 电梯内部电路、电梯间电路及控制台电路模块 的设计 电梯控制系统由各楼层的电梯间电路、电梯内电路和控制台电路三部分组成。 各楼层的电梯间：电路二、三楼的电梯间均有“上升 和“下降”选择按键，一楼只有“上升 按键，四楼只有“下降 按键，每个按键配一只发光二极管，作为指示灯。 电梯内部电路：目标楼层号 14选择按键。 每个按键 配有相应指示灯。 控制台电路：两个按键用于手动控制。 控制电梯的“开始运行 和“停止运行。 两个指示灯，分别指示电梯当前的升降情况。 显示电路采用了 1个 LED数码管 ,单片机 I/O的应用最典型的是通过 I/O 口与 7 段LED 数码管构成显示电路。 7段 LED数码管，则在一定形状的绝缘材料上，利用单只 LED组合排列成“ 8”字型的数码管，分别引出它们的电极，点亮相应的点划来显示出 09的数字。 LED 数码管根据 LED 的接法不同分为共阴和共阳两类 ， 了解 LED 的这些特性，对编程是很重要的。 因为不同类型的数码管，除了它们的硬 件电路有差异外，编程方法也是不同的。 将多只 LED的阴极连在一起即为共阴式，而将多只 LED的阳极连在一起即为共阳式。 以本设计共阴式为例，如把阴极接地，在相应段的阳极接上正电源，该段即会发光。 当然， LED 的电流通常较小，一般均需在回路中接上限流电阻。 假如我们将 b和 c段接上正电源，其它端接地或悬空，那么 b和 c段发光，此时，数码管显示将显示数字“ 1”。 而将 a、 b、 d、 e和 g段都接上正电源，其它引脚悬空，此时数码管将显示“ 2”。 陕西科技大学毕业论文（设计说明书） 10 图 21 七段数码管显示 楼层显示部分用一只数码管，显示电梯当前所在的楼层。 采用 74HC164 驱动 共阴极数码管显示，公共端接地。 图 2274HC164共阴极数码管引脚 表 24 74HC164共阴极数码管数字编码表 显示数字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 代码 3FH 06H 5BH 4FH 66H 6DH 7DH 07H 7FH 6FH 系统的调试 将 CAN 总线用于电梯楼层控 制器通讯中可以可以确保数据传输的可靠性和安全性，而且可以减少各部件之间的连线和节省人力、物力的投资，提高自动化水平。 通过编译器软件生成的文件信息传输到 MCS89S51 单片机芯片中，通过 CAN 总线与主板进行信息的传输。 具体过程： （ 1） 按下楼层板的上行、下行、锁行或消防中的任何一个按钮，单片机将待发送的信息发送到发送缓冲区， CAN 控制器启动发送命令，通过总线收发器将信息送至小总线上。 主板收到总线发送的信号后，根据优先级和滤波等条件决定是否接收信息和响应。 待主板响应后，发送中断给楼层板，楼层板接收到中断后，楼层板 对接收的信息进行处理，通过输出指示灯表明信息已经响应。 例如，如果是上行请求，则上行指示灯会亮。 （ 2） 同时，楼层还应完成当前轿厢楼层及轿厢的运行方向的显示功能。 当电梯在工作时，主板控制器根据当前轿厢所在位置以及运行方向发送信息给楼层控制器。 接收节能电梯的模拟控制研究 11 到总线中断后，通过接收信息的地址判别，得出是什么信号，通过数码管（采用驱动共阴极）显示所在楼层及运行方向。 本章小结 在第 二 章当中，给出了基于单片机的电梯控制系统的系统结构框图，该设计所要完成的功能，并对系统主要功能模块方案选择进行论证以及器件的选择，以上各个模块 实际电路将在下一章中 设计。 陕西科技大学毕业论文（设计说明书） 12 3 电梯控制系统单元电路的设计 单片机最小系统 RESET19P134P145P156P167P178T014T115INT012INT113X118X219EA/VP31RXD10 D810TXD11 D811WR16RD15ALE/P30P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0733P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728P10/T1P11/T2P123PSEN29AT89C51C130PC230PC3CapRESETSWPBGNDVCCC4VCCRGND STOPSTART 图 31 单片机最小系统 单片机最小系统电路如图 31所示，单片机采用 ATMEL 公司的 AT89S51，晶体振荡器选 12MHz， C C2为 30p 瓷片电容，与晶体振荡器构成时钟电路。 电容 C3 按键 RESET构成上电复位和手动复位电路。 楼层电梯间电路 如下图所示，此部分电路是提供给处于各个楼层电梯外的用户发出上下楼请求。 按键与单片机的 分别相连，指示 灯通过 来控制。 其中 R5 R5R5 R5 R60 和 R62 是上拉电阻，其作用是保证按键未按下时，端口 ～ 为高电位。 当按键按下时，端口 ～ 通过按键接地，使得 .0～ 变为低电平。 各楼层电梯的升降选择按键均与单片机 P1口连接，上升按键与 P1口的 — 连接， 节能电梯的模拟控制研究 13 下降按键与 P1口的 ~ 连接。 即由 P1 口可以读到电梯间升、降按键的状态。 每个上升、下降按键均有一只发光二极管作为指示灯与之配合，发光二极管与 PO 口的～ 连接。 每个发 光二极管通过一只阻值为 470Ω的限流电阻接电源 (VCC)，这样流经发光二极管的电流约为 7． 5 mA，有适当的亮度，同时单片机的端口在不加驱动的情况下可以承受。 图 32 各个楼层控制电路 轿厢 内电路 电梯内电路如图 33所示，提供给电梯内的乘客用户使用，四个目标楼层选择按键F F F F4 和 4 个与之配合的发光二极管作为指示灯，即 FS FS FS3和 FS4。 按键与 P3 口的 ～ 连接，指示灯与 P2 口的 ～ 相连。 上拉电阻 R11~R14的作用同上。 1 2 3 4ABCD4321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eA4D a t e : 1 3 D e c 2 0 1 1 S h e e t o f F i l e : C : \ U s e r s \ h p \ D e s k t o p \ l e s s o n 1 1 . D d b D r a w n B y :p2.4p2.5p2.6p2.7D?L E DD?L E D D?L E DD?L E DR?R E S 2R?R E S 2R?R E S 2R?R E S 2R?R E S 2S?S W P BR?R E S 2S?S W P BR?R E S 2S?S W P BR?R E S 2S?S W P BU?G N Dp2.0 p2.1p2.2p2.3p3.4p3.5p3.2p3.3 图 33 电梯内部控制电路 控制台电路 控制台电路如下图 34所示。 发光二极管 Power 是电源指示灯，用以显示供电是否正常。 采用共阴极数码管来显示当前楼层，采用 74HC164 数码管， CLK 接单片机的 RXD，A、 B接单片机的 TXD， CLR 接 5V 电压， Q0 到 Q7接共阴极数码管，数码管公共端接地。 RESRESRESRESRESRESRESRESRESRESRESRESRESRESRESRESRESRESRESRESRESRESSW?SWPBSW?SWPBSW?SW。